鉅大LARGE | 點擊量：308次 | 2023年09月25日
中科院劉正新：后PERC時代高效率太陽能電池技術路線
2017年十月十七日-十九日，2017我國光伏大會暨展覽會(PVCEC2017)在北京隆重召開。中科院上海微系統(tǒng)和信息技術研究所新能源技術中心主任劉正新在光伏熱點專題研討會上發(fā)表了題為后PERC時代高效率太陽能電池技術路線分析的主旨演講。以下為發(fā)言實錄：
劉正新：前兩位都是產(chǎn)業(yè)界大咖，我是院所來的，觀點是偏學術性的，供大家參考。
我們看依于覺故而有不覺生三種相不相舍離。下面是太陽電池的技術路線圖，把它按照效率換一個方式表達，我們可以看到，我們現(xiàn)在常規(guī)的電池單晶我們現(xiàn)在N-PERT達到21%，再往高走的話，我們宋博士也講了，N-PERT的技術效率比較高，再往高走就是HIT，這是雙面的，我們投入另外一個現(xiàn)象，物理現(xiàn)象來說，它一個動畫問題。IBC它實際上是一個電極的機械化技術。現(xiàn)在研究的比較多的HIT上面。
隨著效率的提高，效率比較低的時候，它是P型，再往高效率走的話，都是N型為主，但是為何這樣？P型跟N型的規(guī)，牽引力是不相同的。我們看一下這個電池的效率和生產(chǎn)，在P型，基本上在21%-22%，最高效率達到22%以上，通過這個發(fā)展的話，超過22%要更多的研發(fā)，在成本上也會新增。超過22%的，在產(chǎn)業(yè)還是事實上，效率高的，25%以上都希以N型為重要的。我們在更多的統(tǒng)計一下，其他是報道的，效率超過23%的效率，有些數(shù)據(jù)跟新比較慢，完全是N型的電池，N型以后在高效電池是有優(yōu)勢的。
另外一個方面，從P型到N型的轉換以外，還有就是單面和雙面的，光線的利用，一面發(fā)電是比較浪費的，假如背面也可以發(fā)電，它的增益是可以獲得的。我們統(tǒng)計的很多數(shù)據(jù)，只要把雙面用的好，最低的增益也在10%以上。假如雙面的話，它應用前途會更加多。我們很多人就感嘆說，拿土地，找屋頂不太好找。我們東西朝向的話，它的發(fā)電量和我們普通安裝的發(fā)電量是相同的，北方容易積雪。在一些北方地區(qū)，已經(jīng)非常多這方面的報道。剛才說高效電池，HIT和IBC這兩個反向走，我們可以看一下它的工藝難度是不相同的，他們這個工藝也進行了很多簡化，它即使這樣也有九步工藝，工藝的復雜程度造成影響，在背面交叉做電極，電極的成本也是比較貴的，預計會在一瓦在0.7美元左右。相對來說HIT流程比較簡單，總共分成四個步驟。這個非常簡單，我們這方面做的很多，但是希望大家要一個新技術更多的做基礎研發(fā)，否則也會走很多彎路。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
后邊我介紹HIT的情況，我簡單的介紹一下。它是非常好的雙面電池，正面和背面基本上看不到顏色有差異，兩年前我們也做了認真的測試，它的雙面率達到90%以上，早前我們最高的雙面率可以達到96%以上。它是一個非常好的自然的雙面電池，而且它的雙面率非常高，在垂直安裝或者背面發(fā)電的優(yōu)勢非常高。還有就是溫度系數(shù)。
還有一個關鍵的大家非常有誤區(qū)的，國內(nèi)的HIT有兩個誤區(qū)，一個是它有衰減，我們做光致衰減的時候，做的一個例子，我們從初始的只是看，它還是有新增的，新增20.7%，光照20個小時以后還是這樣，它是沒有衰減的。我們找了一下最近的雜志也找到了類似的結果，光致衰減是沒有的，這個為何會是這樣的情況?
還有一個很也優(yōu)勢的就是電池可以減薄，它是完全對稱的，我們實驗室溫度是不超過200度的，我們進行了這方面的很多工作，一個是為了降低硅片的成本，第二個是為了做更多的應用。我們這個圖把橫軸硅片逐步見效降低，它的轉換效率，它的各個電池參數(shù)的變化情況，異質結電池它的厚度減少，它的voc是稍微有些新增的，F(xiàn)F一般情況會降低，但是我們控制以后達到平衡，最后電池的厚度在100微米以上，我們達到22%以上，假如電池低于100微米我們可以很好的如性的，有了這樣的電池以后，我們就可以做成這種組件，這個組件是一個平和，它的轉換效率我們可以做成20%，這個用途是比較多的。異質結電池的后期，會不會發(fā)展的更多，我們看一下，這個在國外發(fā)展也比較快，這個技術也比較難。國外常規(guī)的電池做不過你，高效電池其是想有一搏的。
剛才說我們國內(nèi)的，國內(nèi)變化也是比較快，福建均石也是投兩條線，漢能也投了，現(xiàn)在我們已經(jīng)簽約的設備已經(jīng)達到一個GW，這里也的人是沒有任何研究研發(fā)的，所以大家在調研方面還要進行充分的調研。
研發(fā)的情況，我們從硅片買進來到做成電視，我們可以持續(xù)做。我們除了研發(fā)電池技術以外，我們和很多設備廠商還有一個很重要，靶材已經(jīng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化了，我們在這方面做了很多工作，我們的目標通過這個研發(fā)技術，和原材料公司進行合作，為降低成本創(chuàng)造條件。單面的效率23.2%，我們實驗室的還要高一些，比較穩(wěn)定的23.6%，我們很多電池在新疆，我們都在進行實驗，它的發(fā)電量比一般的發(fā)電量高很多。
有關成本剛才有很多講了，成本現(xiàn)在SHI成本比較高，硅片，漿料，其他的輔助材料，最關鍵的還是硅片和銀漿。硅片我們剛才說了，我們現(xiàn)在目前比較可靠的做150微米。性外一個就是漿料的成本，漿料的成本它本身用量比較大，還有用量比較大，我們現(xiàn)在找到一些替代絲網(wǎng)印刷用漿料的因為，我們現(xiàn)在可靠的做到，單片0.4以下，這樣單瓦組件的成本就比較接近我們高效的N-PERT的技術。我們在提高組建的規(guī)律上，能有效的降低成本，提高效率也是比較有效的，我們HIT的話，達到23%以上，一般組件的功率，我們組件的成本也是可以下降的。我們總體來說降低這個成本，改變硅片的厚度，硅片上我們就會處在同樣一個水平。再加上其他的原材料輔材和設備。
我總結一下，現(xiàn)在有幾個變化趨勢，多晶到單晶的轉化比較明顯，P型到N型的轉化比較明顯，再一個就是單面到雙面的轉化，HIT是比較好的雙面，發(fā)電量也高，現(xiàn)在引起的關注度也越來越高，可能會吸引更多的廠商來投入，大家在選設備的時候一定要謹慎。謝謝。
